بهبود عملکرد سلول های بنیادی مزانشیمی توسط انتقال داخل سلولی استروئیدها

پتانسیل تعدیل سیستم ایمنی ناکافی سلول های بنیادی مزانشیمی ( MSC ) ممکن است اثر درمانی آنها را محدود کند. ما گزارش کردیم که استروئید گلوکوکورتیکوئید بیان وفعالیت ایندول آمین – 2 3- دی اکسیژناز ( IDO ) ، میانجی اصلی عملکرد تعدیل سیستم ایمنی MSC ، را درسلول های بنیادی مزانشیمی تقویت می کند. این اثر بستگی به پیام رسانی از طریق گیرنده گلوکوکورتیکوئید و افزایش تنظیم FOXO3 دارد. تیمار سلول های بنیادی با گلوکوکورتیکوئیدها ، بودزونید و یا دگزامتازون ، بیان IDO را  به دنبال تحریک IFN- γ در اهدا کنندگان متعدد افزایش داده و قادر به بازگرداندن بیان IDO در پاساژهای بالاتر سلول های بنیادی مزانشیمی بود. از آنجاییکه افزایش IDO هنگامیکه سلول ها به طور پیوسته در معرض بودزونید بودند، بسیار قابل توجه بود، ما MSC را  با بودزونید قرار گرفته برنانوذرات PLGA مهندسی کردیم. MSC بطورموثری نانوذرات بودزونید را به درون خود وارد کرده و 4 برابر افزایش فعالیت IDO را درمقایسه با پیش تیمار با بودزونید و MSC طبیعی و در نتیجه بهبود 2 برابری را در سرکوب سلول های تک هسته ای خون محیطی تحریک شده در یک روش وابسته به IDO نشان دادند. بنابراین، تقویت تنظیم ایمنی MSC ممکن است چالش های مرتبط با قدرت ناکافی آنها را از بین برده و اثربخشی درمانی آنها را افزایش دهد.

Sci Rep. 2014 Apr 10;4:4645. doi: 10.1038/srep04645.

Performance-enhanced mesenchymal stem cells via intracellular delivery of steroids.

Ankrum JA¹, Dastidar RG², Ong JF², Levy O², Karp JM³.

Abstract

Inadequate immunomodulatory potency of mesenchymal stem cells (MSC) may limit their therapeutic efficacy. We report glucocorticoid steroids augment MSC expression and activity of indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO), a primary mediator of MSC immunomodulatory function. This effect depends on signaling through the glucocorticoid receptor and is mediated through up-regulation of FOXO3. Treatment of MSCs with glucocorticoids, budesonide or dexamethasone, enhanced IDO expression following IFN-γ stimulation in multiple donors and was able to restore IDO expression in over-passaged MSCs. As IDO enhancement was most notable when cells were continuously exposed to budesonide, we engineered MSC with budesonide loaded PLGA microparticles. MSC efficiently internalized budesonide microparticles and exhibited 4-fold enhanced IDO activity compared to budesonide preconditioned and naïve MSC, resulting in a 2-fold improvement in suppression of stimulated peripheral blood mononuclear cells in an IDO-dependent manner. Thus, the augmentation of MSC immune modulation may abrogate challenges associated with inadequate potency and enhance their therapeutic efficacy.

PMID: 24717973